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鋅礦是指含有鋅化合物的礦石,主要用于生產(chǎn)鋅制品和合金等。自然界中,鋅的主要礦物類型包括閃鋅礦、纖維鋅礦、菱鋅礦、異極礦、硅鋅礦和水鋅礦,其中閃鋅礦和纖維鋅礦的含鋅量相對較高,為67.1%。全球各地都有鋅礦資源的分布,主要產(chǎn)地包括中國、澳大利亞、秘魯?shù)?;其中中國的鋅礦一般與鉛共生,故稱為鉛鋅礦,產(chǎn)地遍布全國。
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鋅礦有閃鋅礦ZnS、菱鋅礦ZnCO3、紅鋅礦ZnO、硅鋅礦Zn2SiO4、錳硅鋅礦(ZnMn)2SiO4、異極礦Zn4Si2O7(OH)2·H2O等。我國的鋅礦一般與鉛共生,故稱為鉛鋅礦,產(chǎn)地遍布全國。

種類

閃鋅礦

化學(xué)成分為ZnS、晶體屬等軸晶系的硫化物礦物。成分相同而屬于六方晶系的則稱纖鋅礦。閃鋅礦含鋅67.1%;通常含鐵,鐵含量最高可達(dá)30%,含鐵量大于10%的稱為鐵閃鋅礦;此外常含錳、鎘、銦、鉈、鎵、鍺等稀有元素。因此閃鋅礦不僅是提煉鋅的最重要礦物原料,還是提取上述稀有元素的原料。純閃鋅礦近于無色,但通常因含鐵而呈淺黃、黃褐、棕甚至黑色,隨含鐵量的增加而變深;透明度相應(yīng)地由透明、半透明至不透明;光澤則由金剛光澤、樹脂光澤變至半金屬光澤。莫氏硬度3.5~4.0,比重3.9~4.2,隨鐵含量的增高,硬度增大而比重降低。具完全的菱形十二面體解理。晶體形態(tài)呈四面體或菱形十二面體,通常成粒狀集合體產(chǎn)出。閃鋅礦是分布最廣的鋅礦物,主要為熱液成因,幾乎總是與方鉛礦共生。閃鋅礦在地表易風(fēng)化成菱鋅礦。

硬度:3-4.5;

比重:3.9-4.2g/cm3;

解理:平行四面體o(111)或立方體a(100);

斷口:斷口不平坦;

顏色:由于含鐵量的不同直接影響閃鋅礦的顏色;鐵增多時(shí),由淺變深,從淡黃、棕褐直到黑色(鐵閃鋅礦);

條痕:由于含鐵量的不同直接影響閃鋅礦的條痕顏色;鐵增多時(shí),由淺變深,從白色到褐色;

透明度:透明到半透明;

光澤:由金剛光澤到半金屬光澤;

發(fā)光性:熒光和摩擦磷光;

其他:有的閃鋅礦會有摩擦發(fā)光性,不導(dǎo)電。

菱鋅礦

菱鋅礦顏色有白、灰、黃、藍(lán)、綠、粉紅及褐色等多種,條痕則為白色。成分中的鋅,有時(shí)會被鐵或錳所置換,偶爾也被少量的鎂、鈣、鎘、銅、鈷或鉛所取代。與多數(shù)碳酸鹽礦物類似,溶于鹽酸,并會產(chǎn)生氣泡。在方解石群中,菱鋅礦屬于硬度較高、比重較大的一種。自然界中含鋅礦物以閃鋅礦居多,菱鋅礦的產(chǎn)量相對要少了許多。它除了可以提煉鋅外,呈半透明之綠色或綠藍(lán)色者,亦可作為半寶石飾品之用。

晶系:三方;

晶體:菱面體、偏三角面體;

集合體型態(tài):塊狀、葡萄狀、粒狀、鐘乳狀、腎狀;

硬度:4-4.5;

比重:4.3-4.45;

斷口:參差狀至貝殼狀斷口;

解理:菱面體解理,不完全;

光澤:玻璃光澤或珍珠光澤;

顏色:白、灰、黃、藍(lán)、綠、褐及粉紅色;

條痕:白色;

其他:(1)常有彎曲晶面(2)透明至半透明(3)含鎘而呈黃色者,又稱火雞油(TurkeyFatOre)。

紅鋅礦

紅鋅礦為橙黃色,帶暗紅光,條痕橘黃色金剛光澤,六方晶系,成致密塊狀體,根據(jù)其成分和顏色命名。

用于提煉鋅以及制造鋅酚和氧化鋅、氯化鋅、硫酸鋅、硝酸鋅等。利用紅鋅礦作表面彈性波器件。

硬度:4-5;

比重:5.64-5.68;

解理:合成ZnO的解理完全,中等;

斷口:貝殼狀斷口;

顏色:橙黃、暗紅或褐紅色(紅色是由Mn雜質(zhì)引起);

條痕:桔黃色條痕;

透明度:細(xì)碎片透明或沿邊緣透光;

光澤:金剛光澤;

發(fā)光性:無;

其他:脆性。

硅鋅礦

硅鋅礦是一種硅酸鹽礦物。有晶體、粒狀或纖維狀??蔁o色或帶綠的黃色、帶黃的褐色,如果其中含有錳的成分則還會呈淺紅色。具有玻璃光澤或珍珠光澤,透明至半透明。硅鋅礦可以用來制取鋅鹽。硅鋅礦有一個(gè)特點(diǎn),當(dāng)用紫外光照射時(shí),它會發(fā)出黃綠色的熒光。

硬度:5-6;

比重:3.89-4.18;

斷口:貝殼狀斷口;

解理:平行中等;

顏色:無色,帶綠的黃色,帶黃的褐色,含錳時(shí)呈淺紅色;

條痕:白色;

透明度:透明至半透明;

光澤:玻璃光澤或珍珠光澤;

相對密度:3.89-4.18;

其他:脆性。

錳硅鋅礦

主要產(chǎn)于鉛鋅礦床氧化帶,系鋅的次生礦物,常與異極礦、白鉛礦等共生。此外,也見與一些接觸交代礦床中,其成分中常含有多量的錳,與紅鋅礦、鋅鐵尖晶石等成組合。

硬度:5-6;

比重:3.89-4.18;

斷口:貝殼狀斷口;

解理:中等;

顏色:蘋果綠色或肉紅色;

條痕:白色或淡白色;

透明度:透明至半透明;

光澤:玻璃光澤或金屬光澤;

其他:脆性。

異極礦

異極礦產(chǎn)于鉛鋅硫化物礦床的氧化帶,一般是閃鋅礦氧化的產(chǎn)物,與菱鋅礦、白鉛礦、褐鐵礦等共生。穩(wěn)定上限為250°C,過此溫度即轉(zhuǎn)變成硅鋅礦Zn2[SiO4]。

硬度:5;

比重:3.40-3.50;

斷口:參差狀到貝殼狀斷口;

顏色:通常無色或淡藍(lán)色,也可呈白、灰、淺綠、淺黃、褐、棕等色;

條痕:灰色;

透明度:透明或半透明;

光澤:玻璃光澤,面上有時(shí)顯珍珠光澤或金剛光澤;

發(fā)光性:無;

其他:具強(qiáng)熱電性,遇酸能形成膠狀體。

冶煉

火法煉鋅得到的粗鋅含鋅約98%,要用分餾方法將鉛、鋅和鎘分離。濕法煉鋅時(shí),先于700℃焙燒,將ZnS變?yōu)榱蛩徜\和氧化鋅,用硫酸溶解得硫酸鋅溶液,再加入鋅粉,將Cd、Co、Ni、Cu、Ag等雜質(zhì)置換出來,然后以鋁為陰極、鉛為陽極進(jìn)行電解,在陰極上得到純度為99.5%的鋅。要達(dá)到99.97%以上純度,則工藝流程更復(fù)雜。

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